矿山土壤环境污染治理的措施

2021-12-02李梦天

商品与质量 2021年44期

李梦天

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传统矿山普遍存在各种环境问题，如：地表景观破坏、水资源污染、土地资源破坏、地质灾害频发、生物多样性损失等。土壤是人类生存繁衍的重要基础资源，在环境污染愈发严重的情况下，土壤自身具备相应的污染净化、缓冲功能，这也是维持人类长久生存发展的关键所在[1]。

1 我国矿山土壤环境污染治理现状

矿山土壤环境修复治理与其他的污染修复相比较，本身所消耗的资金比较多，再加上矿山土壤环境具有积累性、地域性与隐蔽性等特点，无论是从减少矿山土壤环境存量，还是在有效控制新的污染源方面，都需要投入大量的人力与资金。虽然在2018年期间，我国在矿山土壤环境治理方面投入了90亿，但是在实际治理的过程中，仍存在很大的问题与不足。在后期的矿山土壤环境治理过程中，由于经济的来源比较狭窄，也得不到长期稳定的基础保证，因此，经济支出问题成为矿山土壤环境治理的重要阻碍之一。虽然国家重视这种现象并已经颁布了关于土壤管理的新要求与标准，但是从长远的发展角度来看，我国矿山土壤环境在修复的过程中，仍然需要更多的资金投入[2]。

2 现有矿山土壤污染修复治理技术

2.1 生物修复技术

生物修复技术可以有效地降低重金属污染物浓度，并且有成本低，不会产生二次污染，使其在土壤重金属污染治理方面备受关注。生物修复技术包括植物修复技术、动物修复技术、微生物修复技术。

2.1.1 植物修复技术

植物修复技术主要利用植物的新陈代谢活动来吸收、提取、分解、转化和固定土壤中的重金属。植物对重金属污染的修复方式主要有以下几种：植物根滤、植物萃取、植物稳定、植物挥发。植物根滤是通过植物根系吸收、富集和沉淀水体中的重金属；植物萃取是将重金属积累于植物组织中，通过收获植物的地上部分将污染物移除；植物稳定是通过将重金属固定于植物根部及根系周围来降低土壤重金属的移动性；植物挥发是将重金属吸收到植物体内后转化为气态物质释放到大气中。与其他技术相比，植物修复虽然修复时间长，但因其经济、环保、无二次污染等特点被认为是一种可替代技术[3]。

2.1.2 微生物修复技术

微生物修复技术是利用土壤中藻类、细菌、真菌和古菌类生物对土壤中重金属进行吸收、沉淀和氧化还原作用，将土壤中重金属转化为毒性较低的价态。微生物修复技术的特点是不仅可以去除污染土壤中的有害物质，也可以提高污染土壤的肥力，改善土壤结构，成本低，但是修复周期较长。

2.1.3 动物修复技术

动物修复技术主要利用土壤中蜈蚣、虫类、蚯蚓和鼠等动物直接或间接分解、改善土壤结构和理化性质，进而与植物、微生物相互作用来促进修复锑污染土壤。土壤动物修复技术优点是绿色且环保不会产生污染，但是，修复周期较长。

2.2 物理/化学修复技术

2.2.1 物理法

该技术是以热挥发原理为主，即在治理过程中对污染土壤采用热处理手段进行升温处理，在达到相应温度后污染物被解析或挥发，以此获取相对理想的污染治理效果。该技术适用于具有挥发性、半挥发性的污染土壤，如农药污染、氯代物污染等。相对于其他技术应用，物理治理方法在能量消耗、修复效果等方面优势显著，其劣势是无法作用于大规模污染土壤。

2.2.2 化学法

主要是依托于化学淋洗试剂的应用来达到污染治理的目的，污染土壤中的污染物遇到淋洗试剂出现脱附、螯合以及溶解等反应，实现将土壤中相应污染物进行有效分离。目前土壤污染治理中淋洗试剂的应用包括表面活性剂、酸碱液、络合试剂等[3]。在实际治理过程中通过氧化、还原反应进行污染物的剥离，或者是将污染物转化为无毒害的沉淀物。相对于其治理手段，化学修复技术的优势体现在避免植物吸收、污染迁移，并保证其生态系统不受到土壤污染的影响。

2.3 等离子体修复技术

等离子体修复技术最早应用于大气污染治理，是高级氧化技术之一，随着该技术的持续开发，目前在水体、土壤污染治理的应用中已取得一定成效。经大量实践研究表明，在土壤污染治理中合理应用等离子修复技术，能够做到对土壤中液相、气相污染物的有效分解[5]。例如，土壤中的污染物会在H2O2、OH、O3等氧化活性粒子的作用下逐渐氧化降解。相对于其他污染治理技术，等离子体修复技术在使用范围、无毒害性、降解效率等方面存在显著优势，但缺点是成本过高。

3 矿山土壤环境污染治理的措施

3.1 等离子体修复技术的应用

在土壤污染治理中应用等离子体修复技术，治理成效会受到电子密度、污染物浓度、电子能量等方面的综合影响[6]。其在处理土壤污染过程中，活性粒子在放电作用下形成较强的氧化性，一般情况下，活性粒子可存在土壤表面或土壤中，污染物在接触活性粒子后逐渐被氧化分解。等离子体修复技术应用于土壤污染治理有以下优势：治理过程效率高、在环境污染、能源消耗方面影响较小，普适性较强。因此，在现阶段土壤污染治理中，等离子体修复技术具有十分广阔的发展空间。等离子体修复技术在土壤治理过程中，因气体受到电极电场的影响与刺激，产生前移、电离现象，并在其作用下形成H2O2、O3活性粒子以及OH、O2等自由基，土壤中的污染物在活性粒子与自由基的影响下逐渐被分解。同时，活化状态下的高能粒子在反应过程中可以做到对活性分子、自由基的持续产生，进而实现在污染物质分解中进行氧化物质的持续补充。另外，土壤中污染物质在等离子体冲击波、紫外线的影响下会加速分解进程。由此可以看出，等离子体修复技术对污染土壤进行治理能够做到高效率、高质量。

3.2 健全地方政府“多元共治”制度体系

在土壤污染修复治理中，构建“多元共治”制度体系，主要是指采用多种方式来调动各级地方政府治理土壤污染修复积极性，使其充分发挥各自的协调作用，激励社会各界多元主体参与到治理工作中来。我国是一个人口大国，土地与土壤资源作为重要的基础资源，近年来随着人口增加与土壤污染问题日益严峻，土地资源逐渐出现短缺现象[3]。在利益与土地供给这一矛盾冲突中，如果仅仅依靠政府单方面的协调与管理很难将这一矛盾进行调和[4]。这就要求社会各界主体之间要做到相互交流与合作，使我国的土壤污染修复治理工作得到更加高效地开展。此外，在构建多元化的政府协作机制过程中，还要充分把握以下两个方面的内容：一方面，在把握好各行政主体之间的协作与交流的同时，还要不断提升自我管理意识，促进行政主体与非行政主体两者之间进行高效协作。另一方面，要把握好上下级政府之间的协调，并不断鼓励各级政府利益主体间的自主协调。

3.3 发挥矿山企业带头作用

3.3.1 中小型矿山企业

首先是治理与投资面的拓宽。提高矿山环境管理效率，注重综合治理。源头控制，依据绿色矿山建设原则，调整企业矿产资源开发模式，最大程度减少对环境的破坏；科学配置矿业权，将矿业权设立在资源条件允许、对环境影响较小的地方，降低治理成本和难度；综合治理固体废弃物。自觉进行尾矿开发；加强相关技术的研究与投入；做好勘察与评估工作，为环境治理提供依据；建立激励和制约机制，将环境治理与废弃物处置有机结合，以小代价获利；适度加大“生物治理”的投入。

其次，要完善投资与治理体系。对排污治污权的初始分配可进行适当外包。鉴于我国目前的情况，广大中小型企业存在着承受能力低、管理水平低、环保费用缺乏、信息不对称等问题，可采取公开拍卖、标价出售、免费发放等相结合的手段进行治理；建议多种经济成分进入企业环保领域。运用财政贴息、收取污染处理费、安排前期经费等手段，完善多元化的环保投融资机制[5]。

最后，要充分发挥政策法规的优势。完善环保目标责任考评制度，对经济发展、环保效益、公众满意度进行全面考核公布，并强化考核结果的应用；对于无力独立承担较高的环境成本的企业，政府的投入不论对企业还是环保都是非常重要的；推动建立中小型矿山企业环境补贴制度、改进与完善排污收费制度、强化绿色环境税收政策；设立环境产业基金，利用“受益者分担补偿原则”，消费者与污染者皆有责任投入，使得资金来源多样化。

3.3.2 大型矿山企业

首先是大型矿山技术与工艺的革新，在技术与工艺上下投入是对于环境破坏的一种减轻，将环保的理念贯穿整个流程。例如，针对不同条件的矿，采用最为经济环保的采矿方法。对于自然崩落法环保但实用性差，充填法安全环保但成本高的特点，进行权衡，考虑是否需要在此时进行长远来看的环保投入[6]。

其次，转变传统的经济发展方式，其核心则是可持续发展工程的思想。开发新建项目应计划开采、规范经营，杜绝弃贫采富、弃难采易、优矿劣用这类粗放作业行为，采选及冶炼工作应综合开发利用；将环境治理、土地复垦及植被恢复、地质环境保护与综合治理纳入生产环节中，防污染工程项目与主体工程同时投入生产，环境治理及生态恢复工作尽早完成；通过技术创新使得矿产的采、选、冶过程对环境的扰动最小；加强资源的循环利用与废弃物的再资源化，解决废弃物升值与尾矿再利用问题。在大型矿山的建设与生产过程中，常规方法并不能够掌握生产带来的环境污染与生态破坏之间的依存关系，也就不利于绿色可持续的建设工作。因此，大型矿山企业有必要在构建企业绿色投入产出模型上做研究。综合考虑实际生产经营状况，其绿色投资与产出模型可包含以下内容：开发或生产某产品需消耗的某自产原料数量、开发或生产某产品需消耗的某外购原料数量、污染治理部门在治理某种污染物过程中消耗某自产原料数量、污染治理部门在治理某种污染物过程中消耗某外购原料数量、某产品最终产量、某污染物最终治理量、污染治理部门治理某污染物所投入的费用／所创造的新价值等多项具体数据，需以未知量的形式表示。其具体内容包括产品方面主要为金属矿石或煤矿及其附属产物，外购产品包括钢材、木材、雷管、炸药、汽油等，污染治理部门主要包括采空区、塌陷区、尾矿、废水、烟尘气等，投资内容主要包括最初投入及其转化为的利润、还有新创造价值，主要是反映企业各部门劳动者在环境治理中所创造的价值，当然也可以包括社会效益与环境效益。在建立了这样一个大型数据库后，就可以根据企业资金平衡关系建立绿色投入产出模型，包括实物模型（产品）和价值模型，接下来则可以将数据代入，找到绿色投入产出系数，目的在于更直观地了解环保投资对于企业的利好，以供企业决策层制定环保投资战略[7]。

从政府角度看，需要加强政策引导，建立废弃物综合利用的激励和制约机制。以经济利用为纽带，完善综合利用的相关经济政策，调动积极性，使企业自觉将资源综合利用、污染治理、技术改造相结合，变废为宝，走循环经济。生产建设要改变粗放的排弃做法，新建与扩建矿区应坚持综合利用，“以废养废”，自力更生为主，国家辅助为辅，找到新的经济增长点；政府可以建立各种形式的资源综合利用共同体，并坚持科研融入生产，大力支持生产企业与科研单位联合开展循环经济在矿山中的具体应用的研究[8-9]。